具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

本发明实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

一方面，本发明实施例提供了一种盾牌用钢，所述盾牌用钢由如下质量分数的化学成分组成：

C：0.001-0.03％；P≤0.01％，S≤0.005％，Ni：12-13.5％，Mo：5.5-7％，Co：7.5-9％，Ti：1.25-1.45％,其余为Fe以及不可避免的杂质。

在本发明中，各元素的作用如下：

碳：本发明采用超低碳成分体系设计，避免出现大尺寸的渗碳体降低材料的韧性和防护性能，碳元素的含量控制为0.001-0.03％。

磷和硫：磷元素和硫元素是钢中的杂质，会对材料的韧性和塑形有不利影响，越少越好。本发明中磷元素限定为0.004％以内，硫元素限定为0.01％以内。

Ni：Ni元素在本发明中的作用是提高材料的强度和耐蚀性，通过添加高Ni将材料强度提高至2200MPa，从而获得高的防护性能。但由于Ni元素合金价格高，需控制添加上限以降低合金成本。

Mo：本发明依靠Mo元素的固溶强化、沉淀强化和相变效果，提高材料强度。同时，添加高Mo对细化最终马氏体组织具有重要作用。

Co：本发明Co与Ni和Mo联合发挥沉淀强化作用，但由于合金价格较高，应控制添加量。

钛：在本发明中钛元素的作用是固溶强化，由于钢中没有足够的C元素与Ti结合生产TiC，所以Ti在钢中主要以固溶状态存在，起到固溶强化效果。由于Ti元素的合金价格低，本发明中添加了高钛，将元素范围控制为1.25-1.45％。

作为本发明实施例的一种实施方式，所述盾牌用钢的厚度为2.0-6.0mm。

另一方面，本发明实施例还提供了一种盾牌用钢的制备方法，所述方法包括，

S1，获得板坯；所述板坯由如下质量分数的化学成分组成：C：0.001-0.03％；P≤0.01％，S≤0.005％，Ni：12-13.5％，Mo：5.5-7％，Co：7.5-9％，Ti：1.25-1.45％,其余为Fe以及不可避免的杂质；

S2，将所述板坯加热、粗轧、精轧和卷取，获得盾牌用钢；所述精轧开始温度为1220-1280℃，所述精轧开始温度为1100-1160℃，所述精轧结束温度为830-880℃，所述卷取温度为650-750℃。

精轧开轧温度过高，组织粗大，过低不利于轧制过程顺利进行；精轧结束温度过高，会造成组织粗大，精轧结束温度过低，轧制难度大，且强度过高不利于后续的开卷矫直；卷取温度过高会造成卷取后扁卷，卷取温度过低会造成带钢强度过高无法开平矫直。

作为本发明实施例的一种实施方式，所述加热温度为1220-1280℃。加热温度过高，铸坯表面烧损严重，原始组织粗大，加热温度过低，合金不能充分的溶解和均匀化。

在实际中盾牌用钢还可以使用热连轧、连铸连轧或冷轧工艺进行生产。

第三方面，本发明实施例还提供了一种盾牌的制备方法，所述方法包括，

将上述的盾牌用钢进行第一加热、压形、第一冷却、第二加热和第二冷却，获得盾牌用钢。

由于盾牌用钢以热轧卷或者冷轧卷的形式存放，因此在第一加热前，先将盾牌用钢经矫直开平横切，得到开平板，开平板再按照盾牌壳形状采用等离子或者激光切割进行下料。下料后的钢板进行第一加热。第一加热可以在加热炉中进行，钢板第一加热结束出炉至压形开始的运送阶段，钢板采用空气自然冷却。

其中，所述压形开始温度为650-840℃，所述压形结束温度为420-680℃，所述压形时间为22-40s。压形是将加热后的钢板放入盾牌压形模具内进行压形，成形至目标盾牌的形状。压形开始温度过低，会导致难以成形，成形形状尺寸精度降低；压形开始温度根据加热温度和运送过程降温决定。压形结束温度过高，会造成压形时间过短，难以保证盾牌的尺寸精度；压形结束温度过低，又使压形时间过长，降低生产效率。控制压形时间可以保证得到良好的尺寸精度，压形时间过短，难以保证尺寸精度；压形时间过长，影响生产效率。

作为本发明实施例的一种实施方式，所述第一加热中，加热温度为800-850℃，保温时间为25-50min，以保证钢板内Ni、Mo、Co和Ti合金元素充分溶解，同时，通过高温加热，使得后续的热成形顺利进行。加热温度过高，保温时间过长，容易造成晶粒粗大，降低盾牌的强度；加热温度过低，保温时间过短，合金元素无法充分溶解，从而失去强化效果，降低盾牌的强度。

作为本发明实施例的一种实施方式，所述第一冷却为空冷，所述第一冷却结束温度为10-60℃。

作为本发明实施例的一种实施方式，所述第二加热中，加热温度为420-520℃，保温时间为350-600min。通过长时间加热保温处理使得Ni、Mo、Co和Ti合金元素的沉淀强化，超出此温度范围和保温时间范围材料强度均会大幅下降。经过第二加热后的盾牌出炉进行空气自然冷却，冷却至室温后获得钢质盾牌成品。

作为本发明实施例的一种实施方式，所述第二冷却为空冷，所述第二冷却结束温度为10-60℃。

不需要进行风冷或者水冷，自然冷却即可，保证了盾牌的尺寸精度和工业可实施性

第四方面，基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种盾牌，所述盾牌由上述的一种盾牌用钢制得。

下面将结合实施例、对照例及实验数据对本发明的一种盾牌用钢及其制备方法、盾牌及其制备方法进行详细说明。

实施例1

实施例1提供了一种盾牌的制备方法，具体步骤如下：

1、采用转炉冶炼，获得合格钢水，钢水由如下质量分数的化学成分组成：具体如表1所示，其余为铁以及不可避免的杂质。

2、采用热连轧工艺进行钢卷的生产，获得盾牌用钢热卷，热连轧工艺中：加热温度、精轧开始温度、精轧结束温度和卷取温度如表2所示。

3、盾牌用钢热卷经矫直开平横切后，得到开平板。

4、开平板按照盾牌壳形状采用等离子切割下料。

5、下料后的钢板进行第一次加热，第一加热的工艺参数如表2所示。

6、将第一次加热后的钢板放入盾牌压形模具内进行压形，成形至目标盾牌壳形状；压形中的工艺参数如表2所示。其中，钢板出炉至压形开始的运送阶段钢板采用空气自然冷却。

7、压形后的盾牌在空气中自然冷却至室温。

8、对步骤7冷却至室温的盾牌壳进行第二次加热，第二加热的工艺参数如表2所示。

9、第二次加热后的盾牌出炉进行空气自然冷却，冷却至室温，获得盾牌。

实施例2-6

实施例2-6提供了一种盾牌的制备方法，具体步骤如下：

1、采用电炉冶炼，获得合格钢水，钢水由如下质量分数的化学成分组成：具体如表1所示，其余为铁以及不可避免的杂质。

2、采用连铸连轧工艺进行盾牌用钢的生产。

3、步骤2制得的热轧卷经矫直开平横切后，得到开平板。

4、开平板按照盾牌壳形状采用激光切割下料。

5、下料后的钢板进行第一次加热，第一加热的工艺参数如表3所示。

6、将第一次加热后的钢板放入盾牌压形模具内进行压形，成形至目标盾牌壳形状；压形中的工艺参数如表3所示。其中，钢板出炉至压形开始的运送阶段钢板采用空气自然冷却。

7、压形后的盾牌在空气中自然冷却至室温。

8、对步骤7冷却至室温的盾牌壳进行第二次加热，第二加热的工艺参数如表3所示。

9、第二次加热后的盾牌出炉进行空气自然冷却，冷却至室温，获得盾牌。

表1

表2

表3

表4

由表4可知，实施例1-6制备的盾牌抗拉强度为2200-2390MPa，强度高，防弹性能更好，且变形过程未出现开裂问题。

由图1可知，盾牌的金相组织为纯马氏体组织，联合第二次加热过程中大量合金元素的析出，使得盾牌具有良好的抗拉强度性能和防弹效果好。

本发明通过成分设计，并采用两步加热法配合空冷和压形获得盾牌，严格限定了各生产环节的温度区间及时间，从而保证获得目标力学性能和防护性能；比传统的热成形后水淬的工艺具有更高的强度，且不开裂，该生产方法具备工业易实现的特点。本发明提供的盾牌抗拉强度为2200-2390MPa，强度高，防弹性能更好，且变形过程未出现开裂问题。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。